(57)【要約】【課題】対物レンズの光軸と球面収差補正装置の光軸のずれにより発生する光軸ずれ収差を適切に補正することができる液晶収差補正装置及び光ヘッドを提供する。【解決手段】対物レンズに向かう光線の波面収差を補正する液晶収差補正装置４であって、液晶分子層２４と、液晶分子層の一方の面に備えられた第１の電極パターン４１〜４５と、他方の面に備えられた第２の電極パターンとを有する。第２の電極パターンは、対物レンズの有効径外の電極３１，３４と、対物レンズの移動方向に沿って配列された透明電極３２ａ，３３ｂ，３２ｂ，３３ａと、これらを接続する高抵抗の透明電極３５とを有し、透明電極３２ａと３３ａ、透明電極３３ｂと３２ｂが液晶収差補正装置の光軸を挟んで互いに対称な位置に配置されている。【選択図】        図１６  
2005326705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に直交する所定方向に変位可能に支持された対物レンズに向かう光線の波面収差を補正する液晶収差補正装置であって、
液晶分子層と、
前記液晶分子層の一方の面に備えられた第１の電極パターンと、
前記液晶分子層の他方の面に備えられた第２の電極パターンと
を有し、
前記第２の電極パターンが、
前記対物レンズの有効径外であって、前記液晶収差補正装置の光軸を挟んで互いに反対側に配置された第１の電極及び第２の電極と、
光透過性材料からなり、前記液晶収差補正装置の光軸に直交する前記対物レンズの移動方向に沿って配列された第３の電極、第４の電極、第５の電極、及び第６の電極と、
前記第１乃至第６の電極よりも高抵抗の光透過性材料からなり、前記第１乃至第６の電極の間を接続する第７の電極と
を有し、
前記第３の電極と前記第６の電極が前記液晶収差補正装置の光軸を挟んで互いに対称な位置に配置され、前記第４の電極と前記第５の電極が前記液晶収差補正装置の光軸を挟んで互いに対称な位置に配置されている
ことを特徴とする液晶収差補正装置。
【請求項２】
前記第１の電極パターンが、
光透過性材料からなり、前記液晶収差補正装置の光軸を中心とする環状の第８の電極と、
光透過性材料からなり、前記第８の電極の内側に配置され、前記液晶収差補正装置の光軸を中心とする環状の第９の電極と、
光透過性材料からなり、前記第９の電極の内側に配置された第１０の電極と、
前記第８の電極及び前記第９の電極よりも高抵抗の光透過性材料からなり、前記第８の電極と前記第９の電極の間を接続する第１１の電極と、
前記第９の電極及び前記第１０の電極よりも高抵抗の光透過性材料からなり、前記第９の電極と前記第１０の電極の間を接続する第１２の電極と
を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶収差補正装置。
【請求項３】
前記第２の電極パターンが、前記第１乃至第６の電極のそれぞれに電圧を印加するための給電線を有し、
前記第２の電極パターンが、前記液晶収差補正装置の光軸を中心に点対称な形状を有する
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の液晶収差補正装置。
【請求項４】
前記第１乃至第６の電極のそれぞれに電圧を印加する電圧印加回路を有し、
前記対物レンズが、前記対物レンズの移動方向に沿う第１の方向にずれた場合に生じる光軸ずれ収差を補正するときには、前記第３の電極に第１の電位を印加し、前記第４の電極と前記第６の電極に前記第１の電位よりも低い第２の電位を印加し、前記第５の電極（３２ｂ）に前記第２の電位よりも低い第３の電位を印加し
前記対物レンズが、前記第１の方向の逆方向である第２の方向にずれた場合に生じる光軸ずれ収差を補正するときには、前記第６の電極に第４の電位を印加し、前記第３の電極と前記第５の電極に前記第４の電位よりも低い第５の電位を印加し、前記第４の電極に前記第５の電位よりも低い第６の電位を印加する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の液晶収差補正装置。
【請求項５】
光源と、
所定方向に変位可能に支持され、前記光源からの光線を光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズの間に配置され、透過する光線の波面収差を補正する請求項１から４までのいずれかに記載の液晶収差補正装置と、
前記情報記録面で反射された光線を検出する受光素子と
を有することを特徴とする光ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光ヘッド等の光学系で発生する波面収差を補正する液晶収差補正装置及び光ヘッドに関し、特に、光ディスクの光透過層の厚み誤差により生じる球面収差の補正と同時に、対物レンズの光軸と液晶収差補正装置の光軸のずれにより発生する光軸ずれ収差を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶収差補正装置を用いた球面収差の補正には、トラッキング動作により対物レンズが光ディスク径方向に移動して液晶収差補正装置の光軸と対物レンズの光軸のずれが発生すると、光軸ずれによる波面収差が発生し、球面収差補正の補正効果が低下するという問題があった。この改善策として、液晶収差補正装置のコマ収差補正機能を用いて、液晶収差補正装置の光軸と対物レンズの光軸のずれによる光軸ずれ収差を補正し、球面収差補正の補正効果低下を防いでいるものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３３６９７号公報（段落００１０、図１及び図５）
【特許文献２】特開２００２−３５８６９０号公報（段落０００６、図６及び図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、液晶収差補正装置の光軸と対物レンズの光軸のずれにより発生する光軸ずれ収差をコマ収差補正機能を用いて補正する方法では、光軸ずれの量が大きくなると光軸ずれ収差を十分に補正できず、球面収差補正の補正効果の低下を十分に防止できないという問題があった。なお、このような問題が生じる理由については、「発明を実施するための最良の形態」の欄において、図４乃至図１５を用いて詳細に説明する。
【０００５】
そこで、本発明は、上記したような従来技術の課題を解決するめになされたものであり、その目的は、対物レンズの光軸と球面収差補正装置の光軸のずれにより発生する光軸ずれ収差を適切に補正することができる液晶収差補正装置及びこの液晶収差補正装置を搭載した光ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による液晶収差補正装置は、光軸に直交する所定方向に変位可能に支持された対物レンズに向かう光線の波面収差を補正する液晶収差補正装置であって、液晶分子層と、前記液晶分子層の一方の面に備えられた第１の電極パターンと、前記液晶分子層の他方の面に備えられた第２の電極パターンとを有し、前記第２の電極パターンが、前記対物レンズの有効径外であって、前記液晶収差補正装置の光軸を挟んで互いに反対側に配置された第１の電極及び第２の電極と、光透過性材料からなり、前記液晶収差補正装置の光軸に直交する前記対物レンズの移動方向に沿って配列された第３の電極、第４の電極、第５の電極、及び第６の電極と、前記第１乃至第６の電極よりも高抵抗の光透過性材料からなり、前記第１乃至第６の電極の間を接続する第７の電極とを有し、前記第３の電極と前記第６の電極が前記液晶収差補正装置の光軸を挟んで互いに対称な位置に配置され、前記第４の電極と前記第５の電極が前記液晶収差補正装置の光軸を挟んで互いに対称な位置に配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光軸ずれ収差補正用の第２の電極パターンに印加された電圧により液晶分子層の屈折率を変化させているので、光軸ずれの量が大きい場合であっても光軸ずれ収差を適切に補正することができ、光軸ずれに起因する球面収差補正の補正効果の低下を抑制できるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
＜光ヘッドの構成と動作＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶収差補正装置４を搭載した光ヘッドの構成を概略的に示す図である。図１に示されるように、レーザ光源１から射出されたレーザ光は、コリメータレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、液晶収差補正装置４、１／４波長板５を通って、対物レンズ６で集光され、光ディスク７の光透過層１２を通り、光ディスク情報記録面８に焦点を結ぶ。光ディスク情報記録面８で反射した反射光は、光透過層１２、対物レンズ６、１／４波長板５、液晶収差補正装置４、偏光ビームスプリッタ３を通り、集光レンズ９でフォトダイオード１０上に像を結ぶ。なお、以下の説明又は計算においては、レーザの発振波長は４０５ｎｍ、対物レンズ６の開口数（ＮＡ）は０．８５を用いる。また、本発明の液晶収差補正装置４が適用可能な装置は、図１の光ヘッドに限定されず、他の構成の光ヘッドにも適用可能である。
【０００９】
光ディスク情報記録面８に記録された情報の再生は以下のように行われる。レーザ光源１から射出されたレーザ光が光ディスク情報記録面８により反射される際に、光ディスク情報記録面８上に記録された情報によって、反射光は強度変調される。フォトダイオード１０により反射光の光強度を電気信号として取り出し、光ディスク情報記録面８に記録された情報を再生する。
【００１０】
光ディスク情報記録面８への情報の記録は以下のように行われる。レーザ光源１から射出するレーザ光は強度変調され、対物レンズ６によって光ディスク情報記録面８上に焦点が結ばれる。強度変調されたレーザ光により焦点で発生する熱によって、光ディスク情報記録面８が変形又は変質することにより、情報が記録される。
【００１１】
＜スポット径と波面収差＞
情報の記録再生のために、レーザ光は対物レンズ６によってスポット径が回折限界まで絞りこまれる。しかしながら、回折限界のスポット径を得るためには、レーザ光が理想的な球面波で焦点に収束しなければならない。理想的な球面波の位相と実際のレーザ光の波面の位相との差を波面収差と呼ぶ。波面収差の標準偏差をＷＦＥｒｍｓ（Ｗａｖｅ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｒｒｏｒ  ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ）と呼ぶ。一般に、回折限界のスポット径を得るためには、波面収差の標準偏差ＷＦＥｒｍｓを０．０７λよりも十分小さくすることが望ましく、０．０３λ以下とするのがより望ましいと考えられている。ここで、λは、レーザ光の波長である。
【００１２】
＜液晶収差補正装置＞
図２は、図１に示される液晶収差補正装置４の断面構造を概略的に示す図である。図２に示されるように、液晶収差補正装置４は、２枚のガラス基板２３ａ，２３ｂで挟まれた液晶分子２４ａからなる層（液晶分子層）２４を有する。２枚のガラス基板２３ａ，２３ｂには配向膜２１ａ，２１ｂと液晶分子層２４を構成する液晶分子２４ａに電界を印加する透明電極２２ａ，２２ｂが配置されている。透明電極２２ａ，２２ｂ間に交流駆動電圧（例えば、周波数１ｋＨｚの矩形波）を印加すると、印加された電圧の実効値の大きさに従って、液晶分子２４ａが傾く。液晶分子２４ａの傾きによって液晶分子層２４の屈折率が決まる。
【００１３】
図３は、図１に示される液晶収差補正装置４の収差補正原理を説明するための図である。図３に示されるように、レーザ光源から射出された光線Ａは液晶収差補正装置４を通過する。液晶収差補正装置４の屈折率変化Δｎは、液晶分子層２４に印加される電圧により制御される。液晶収差補正装置４の厚さをｄとすると、光線Ａの光路長はΔｎ・ｄだけ変化する。このように光線Ａの光路長を変化させることによって、波面収差を制御することができる。
【００１４】
＜液晶収差補正装置による球面収差補正＞
図４は、光線（レーザ光）を光軸に直交する面で切った断面形状（左側）と球面収差（右側）の説明図である。球面収差と呼ばれる波面収差は、光ディスク７の光透過層１２の厚み誤差によって発生する。図４の右側において、縦軸を波面収差とすると、波面は、光束の中心（点０）に対して回転対称の形状をしている。
【００１５】
図５は、球面収差補正のための従来の液晶収差補正装置（本発明の比較例）の構造を概略的に示す図である。図５に示されるように、従来の液晶収差補正装置においては、透明電極（図２における符号２２ａに相当する電極）として球面収差補正電極（上面電極）４１〜４５が形成され、透明電極（図２における符号２２ｂに相当する電極）としてコマ収差補正電極（下面電極）５１ａ，５２ｂ，５３，５２ａ，５１ｂが形成されている。透明電極４１，４２，４３（図５において、黒色の箇所）は、１０−８〜１０−７Ω・ｍ程度の抵抗値の小さい材料を用い、透明電極４１，４２，４３の間を接続する透明電極４４，４５は、シート抵抗１００Ω／□以上の抵抗値の高い材料を用いる。
【００１６】
図６は、図５に示される従来の液晶収差補正装置の球面収差補正電極に矩形波を印加した状態、上面電極電位（右上）、及び液晶分子に印加される電圧の実効値（右下）を示す図である。上面電極４１，４３に振幅１．７５Ｖの矩形波を印加し、上面電極４２に振幅０．３５Ｖの矩形波を印加し、下面電極５１ａ，５２ｂ，５３，５２ａ，５１ｂに位相反転された（逆極性の）振幅１．０５Ｖの矩形波を印加する。その結果、液晶分子に印加される電圧は、図６の右下のような電圧の実効値になる。
【００１７】
図７は、光線を液晶収差補正装置の光軸に直交する面で切った断面形状（左上段）と球面収差（右上段）、球面収差補正電極の平面形状（左中段）と液晶収差補正装置により生じる波面収差（右中段）、及び補正された光線を液晶収差補正装置の光軸に直交する面で切った断面形状（左下段）と補正後の球面収差（右下段）を示す図である。図７において、Ｄ−Ｄ´は液晶収差補正装置の光軸に直交する方向（光束の径方向であって、光ディスクの径方向でもある。）を示し、０は液晶収差補正装置の光軸の位置を示す。液晶収差補正装置を通過したレーザ光は、図７の中段に示したように、球面収差補正電極に電圧を印加したときに液晶収差補正装置の液晶分子層が発生させた波面収差が付加される。その結果、球面収差は打ち消され、図７の右下段に示されるように、波面収差を小さくすることができる。
【００１８】
＜光軸ずれ＞
図８（ａ）及び（ｂ）は、対物レンズ６の光軸と液晶収差補正装置４の光軸のずれを示す図である。対物レンズ６は光ディスクの記録再生時に、光ディスク上の情報トラックの光ディスク径方向のぶれに追従して動く。すなわち、対物レンズ６は対物レンズホルダに備えられた磁気コイルや磁石等を含む対物レンズアクチュエータ１１により、対物レンズ６を光ディスク径方向に変位させるトラッキング補正を行う。組立誤差を含めると、図８（ａ）に示される光ディスク内周方向（すなわち、光ディスク径方向内向き）と、図８（ｂ）に示される光ディスク外周方向（すなわち、光ディスク径方向外き）にそれぞれ数１００μｍ程度動く。そのため、対物レンズ６の移動によって、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、液晶収差補正装置４の光軸と対物レンズ６の光軸との位置関係にずれ（図８（ａ）及び（ｂ）においては、０．４ｍｍのずれとして示している）が生じる。
【００１９】
＜光軸ずれ収差＞
図９は、光線を液晶収差補正装置の光軸に直交する面で切った断面形状（左上段）と球面収差（右上段）、球面収差補正電極の平面形状（左中段）と液晶収差補正装置により生じる波面収差（右中段）、及び補正後の球面収差（下段）を示す図である。なお、対物レンズがずれた場合に発生する収差を「光軸ずれ収差」と呼ぶ。この光軸ずれ収差は、対物レンズがずれたことによって、液晶収差補正装置上の光線に換算した球面収差と液晶収差補正装置が与える収差の間に相対的な位置ずれが起きたために生じた収差である。図９の左上段に示されるように、光軸ずれが生じ、球面収差は、図９の右上段のようになる。このとき、図９の左中段のような電圧を球面収差補正電極に印加し、図９の右中段のように波面収差を加えても、図９の下段に示されるような波面収差が残る。
【００２０】
図１０は、光ディスクの外周方向に対物レンズが移動した場合（左側）に生じる光軸ずれ収差の形状を３次元図（右側）として示すシミュレーション計算に基づく図である。また、図１１は、光ディスクの内周方向に対物レンズが移動した場合（左側）に生じる光軸ずれ収差の形状を３次元図（右側）として示すシミュレーション計算に基づく図である。図１０及び図１１に示されるように、発生する光軸ずれ収差は回転対称の形状ではないので３次元図で表した。また、収差は、液晶収差補正装置上の光線の収差に換算して示している。
【００２１】
＜従来の電極＞
図１２は、図５に示される従来の液晶収差補正装置により光軸ずれ収差の補正をするときに各電極に印加する電圧を示す図である。図１２に示されるように、球面収差補正電極に矩形波（振幅１．７５Ｖと振幅０．３５Ｖ）を印加すると同時に、例えば、コマ収差補正電極に図１２のような電圧（位相反転された振幅１．２５Ｖと、位相反転された振幅１．０５Ｖと、位相反転された振幅０．８５Ｖ）の矩形波を加えることで、対物レンズが光ディスク外周方向に光軸ずれを生じたときに光軸ずれ収差を補正することができる。コマ収差補正電極に印加する矩形波の振幅は対物レンズ位置ずれ方向と、位置ずれ量によって決まる。
【００２２】
図１３は、図５に示される従来の液晶収差補正装置によって、光ディスク外周方向に対物レンズが移動した場合の光軸ずれ収差（上段）、補正収差（中段）、及び残留収差（下段）を示すシミュレーション計算に基づく図である。図１３において、左列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．１１８ｍｍの場合、中列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．２３６ｍｍの場合、右列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．４０１ｍｍの場合を示している。
【００２３】
また、図１４は、図５に示される従来の液晶収差補正装置によって、光ディスク内周方向に対物レンズが移動した場合の光軸ずれ収差（上段）、補正収差（中段）、及び残留収差（下段）を示すシミュレーション計算に基づく図である。図１４において、左列は、光軸ずれが光ディスク内周方向に０．４０１ｍｍの場合、中列は、光軸ずれが光ディスク内周方向に０．２３６ｍｍの場合、右列は、光軸ずれが光ディスク内周方向に０．１１８ｍｍの場合を示している。
【００２４】
図１５は、図５に示される従来の液晶収差補正装置による補正効果を示す図である。図１５の横軸は、光軸のずれ量（位置ずれ量）を示し、縦軸は残留収差の標準偏差ＷＦＥｒｍｓを示す。光軸のずれ量が正のときは、光ディスク外周方向の光軸ずれを示しており、負の時は光ディスク内周方向の光軸ずれを示している。例えば、光軸ずれ量が、０．４ｍｍ発生した場合において、従来の補正方法（図１５において、三角印）では残留収差の標準偏差ＷＦＥｒｍｓは０．０４５λになり、全く補正をしない場合（補正前）よりは改善されているが（図１５において、丸印）、望ましい値である０．０３０λを満足しないため、不十分である。
【００２５】
＜本発明の液晶収差補正装置＞
図１６は、本発明の実施の形態１に係る液晶収差補正装置４の構成を概略的に示す図である。図１６に示されるように、実施の形態１に係る液晶収差補正装置４は、液晶分子層２４と、液晶分子層２４の一方の面上に配置された球面収差補正電極４１〜４５と、液晶分子層２４の他方の面上に配置された光軸ずれ収差補正電極３１，３２ａ，３３ｂ，３５，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４とを有する。図１６に示される球面収差補正電極４１〜４５は、従来の液晶収差補正装置における球面収差補正電極と同様の構造を持つ。
【００２６】
光軸ずれ収差補正電極３１，３２ａ，３３ｂ，３５，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４は、低抵抗（１０−８〜１０−７Ω・ｍ）の光透過性材料からなる透明電極３１，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４と、透明電極３１，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４間を電気的に接続する高抵抗（シート抵抗１００Ω／□以上）の光透過性材料からなる透明電極３５からなる。なお、透明電極３１及び３４は、対物レンズ６の有効径外に配置されているので、光透過性ではない不透明な導電性材料からなる電極としてもよい。透明電極３２ａ，３３ｂ，３２ｂ，３３ａは、光ディスクの径方向（図１６における水平方向）に直線状に配列されている。透明電極３２ａと透明電極３３ａとは、液晶収差補正装置４の光軸位置を中心として対称な位置に配置されており、透明電極３３ｂと透明電極３２ｂとは、液晶収差補正装置４の光軸位置を中心として対称な位置に配置されている。また、実施の形態１においては、透明電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは、対向するリング状の収差補正電極４２の内側に対応する位置に配置されている。また、透明電極３１，３４は、対向するリング状の収差補正電極４１の外側に対応する位置に配置されている。図１６においては、透明電極３１，３４は、透明電極３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂに比べて、光ディスク径方向に直交する方向（ディスクトラックの接線方向）に長尺な形状をしている。
【００２７】
図１７は、図１６に示される実施の形態１に係る液晶収差補正装置４に印加する電圧の一例を示す図である。実施の形態１に係る液晶収差補正装置４においては、光軸ずれ収差の補正のために、例えば、図１７に示されるような電圧を印加する。球面収差補正電極４１，４３への矩形波Ｖｓａ１（振幅１．７５Ｖ）の印加、球面収差補正電極４２への矩形波Ｖｓａ２（振幅０．３５Ｖ）の印加に加えて、例えば、光軸ずれ収差補正電極３４，３２ａに位相反転された矩形波Ｖｄ２（振幅１．２５Ｖ）、光軸ずれ収差補正電極３１，３２ｂに位相反転された矩形波Ｖｄ１（振幅０．８５Ｖ）、光軸ずれ収差補正電極３３ａ，３３ｂに位相反転された矩形波Ｖｄ３（振幅１．０５Ｖ）を加えることで、対物レンズが外周方向に移動して光軸ずれが生じたときの光軸ずれ収差を補正することができる。
【００２８】
図１８（ａ）及び（ｂ）は、液晶収差補正装置４の光軸ずれ収差補正電極に印加する電圧と液晶収差補正装置４が発生させる補正収差を示すシミュレーション計算に基づく図である。図１８（ａ）に示されるように、光ディスク外周方向への対物レンズ６の移動による光軸ずれ収差を補正するためには、例えば、光軸ずれ収差補正電極３４，３２ａに位相反転された矩形波Ｖｄ２（振幅１．２５Ｖ）、光軸ずれ収差補正電極３１，３２ｂに位相反転された矩形波Ｖｄ１（振幅０．８５Ｖ）、光軸ずれ収差補正電極３３ａ，３３ｂに位相反転された矩形波Ｖｄ３（振幅１．０５Ｖ）を加える。また、図１８（ｂ）に示されるように、光ディスク内周方向への対物レンズ６の移動による光軸ずれ収差を補正するためには、例えば、光軸ずれ収差補正電極３４，３３ｂに位相反転された矩形波Ｖｄ２（振幅０．８５Ｖ）、光軸ずれ収差補正電極３１，３３ａに位相反転された矩形波Ｖｄ１（振幅１．２５Ｖ）、光軸ずれ収差補正電極３２ａ，３２ｂに位相反転された矩形波Ｖｄ３（振幅１．０５Ｖ）を加える。このように光ディスク内周方向と光ディスク外周方向で矩形波Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄ３を印加する電極と、矩形波Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄ３の振幅を切り替える。
【００２９】
図１９は、実施の形態１に係る液晶収差補正装置４によって、光ディスク外周方向に対物レンズ６が移動した場合の光軸ずれ収差（上段）、補正収差（中段）、及び残留収差（下段）を示すシミュレーション計算に基づく図である。図１９において、左列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．１１８ｍｍの場合、中列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．２３６ｍｍの場合、右列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．４０１ｍｍの場合を示している。図１３（従来）と比較してわかるように、図１９（本発明）の場合には、残留収差が小さくなっている。
【００３０】
また、図２０は、実施の形態１に係る液晶収差補正装置によって、光ディスク内周方向に対物レンズが移動した場合の光軸ずれ収差（上段）、補正収差（中段）、及び残留収差（下段）を示すシミュレーション計算に基づく図である。図２０において、左列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．４０１ｍｍの場合、中列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．２３６ｍｍの場合、右列は、光軸ずれが光ディスク外周方向に０．１１８ｍｍの場合を示している。図１４（従来）と比較してわかるように、図２０の（本発明）場合には、残留収差が小さくなっている。
【００３１】
図２１は、実施の形態１に係る液晶収差補正装置４による補正効果を示す図である。図２１の横軸は、光軸のずれ量（位置ずれ量）を示し、縦軸は残留収差の標準偏差ＷＦＥｒｍｓを示す。光軸のずれ量が正のときは、光ディスク外周方向の光軸ずれを示しており、負の時は光ディスク内周方向の光軸ずれを示している。例えば、光軸ずれ量が、０．４ｍｍ発生した場合において、従来の補正方法（図２１において、三角印）では残留収差の標準偏差ＷＦＥｒｍｓは０．０４５λになり、望ましい値である０．０３０λを満足しないが、本発明（図２１において、四角印）においてはＷＦＥｒｍｓは０．０２６λであるため、望ましい値である０．０３０λ以下を満たしている。図２１に示されるように、光軸ずれ量が、０．４ｍｍ発生したときには、残留収差の標準偏差ＷＦＥｒｍｓは、従来例に比べて３／５に低減でき、全く補正を行わない補正前の場合（図２１において、丸印）に比べて２／５に低減できている。
【００３２】
＜本発明の給電線＞
図２２は、実施の形態１に係る液晶収差補正装置４の透明電極３２ａ，３３ｂ，３２ｂ，３３ａに電圧を印加するための給電線を概略的に示す平面図である。透明電極３１，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４へは電圧を印加するために、配線が必要である。本発明では高抵抗の透明電極３５を用いた電位降下を利用しているため、電位降下に悪影響を与えないよう、液晶収差補正装置４上においては、液晶収差補正装置４の光軸位置を中心として点対称の配線構造を採用している。図２２に示されるように、透明電極３１は給電線７１により給電され、透明電極３４は給電線７４により給電される。また、透明電極３２ａは、２個の半円形状電極から構成され、それぞれに接続された２本の給電線７２ａにより給電される。また、透明電極３３は、１個の円形状の透明電極であり、給電線７３ｂにより給電される。また、透明電極３２ｂは、１個の円形状の透明電極であり、給電線７２ｂにより給電される。また、透明電極３３ａは、２個の半円形状電極から構成され、それぞれに接続された２本の給電線７３ａにより給電される。給電線７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂが配置されている箇所には、高抵抗の透明電極３５は備えられておらず、給電線７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂは高抵抗の透明電極３５に接触していない。
【００３３】
＜駆動電圧＞
図２３は、実施の形態１に係る液晶収差補正装置４の駆動交流電圧を発生させる回路構成を示す図である。矩形波発生器６１により発生した矩形波は、振幅調整回路６２によって矩形波Ｖｓａ１となり、球面収差補正電極４１，４３に印加される。矩形波発生器６１により発生した矩形波は、振幅調整回路６３によって矩形波Ｖｓａ２となり、球面収差補正電極４２に印加される。
【００３４】
矩形波発生器６１により発生した矩形波はインバータ６４により逆相になり、振幅調整回路６５によって矩形波Ｖｄ１となり、光軸ずれ収差補正電極３１に印加される。また、矩形波Ｖｄ１は、切り替え手段６８によって、光軸ずれ収差補正電極３２ｂ又は３３ａのいずれかに印加される。
【００３５】
インバータ６４により逆相になった矩形波は、振幅調整回路６６によって矩形波Ｖｄ２となり、光軸ずれ収差補正電極３４に印加される。また、矩形波Ｖｄ２は、切り替え手段６８によって、光軸ずれ収差補正電極３２ａ又は３３ｂのいずれかに印加される。
【００３６】
インバータ６４により逆相になった矩形波は、振幅調整回路６７によって矩形波Ｖｄ３となり、光軸ずれ収差補正電極３３ａ，３３ｂ又は光軸ずれ収差補正電極３２ａ，３２ｂに印加される。
【００３７】
図２４（ａ）は、光ディスク厚み誤差と駆動電圧Ｖｓａ１，Ｖｓａ２の電圧実効値の関係を示し、図２４（ｂ）は、光軸ずれと駆動電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄ３の電圧実効値の関係を示す図である。電圧Ｖｓａ１，Ｖｓａ２の振幅は、光ディスクの厚み誤差に応じて変化させるが、厚み誤差そのものを検出することはできないので、光ディスク再生信号が最良（例えば、再生ＲＦ信号の振幅を最大）にするように、振幅調整回路６２，６３を制御する。
【００３８】
また、振幅調整回路６５，６６，６７は、対物レンズ６の位置センサ（図示せず）の出力（光軸ずれ量とずれの方向を示す）に基づいて制御される。振幅調整回路６５，６６，６７の出力電圧の実効値は、図２４（ｂ）の電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄ３となる。また、対物レンズ６の位置の検出は、対物レンズアクチュエータに備えられる駆動コイルに流される電流を検出することによって行ってもよい。切り替え手段６８は、対物レンズ位置センサの出力に基づいて、対物レンズの移動方向（光軸ずれ方向）に応じて、切り替わる。
【００３９】
以上に説明したように、実施の形態１に係る液晶収差補正装置を用いれば、光ディスクの光透過層の厚み誤差により生じる球面収差の補正と同時に、対物レンズ６の光軸と液晶収差補正装置４の光軸のずれにより発生する光軸ずれ収差を適切に補正することができる。
【００４０】
＜変形例＞
図２５は、実施の形態１に係る液晶収差補正装置の変形例の構成を概略的に示す図である。図２５において、図１６の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図２５に示される液晶収差補正装置は、長尺な光軸ずれ収差補正電極３１，３４の内側を円弧状に形成した点が、図１６の場合と相違する。この点以外は、図２５に示される液晶収差補正装置は、図１６の液晶収差補正装置と同じである。
【００４１】
図２６は、実施の形態１に係る液晶収差補正装置の他の変形例の構成を概略的に示す図である。図２６において、図１６の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図２６に示される液晶収差補正装置は、長尺な光軸ずれ収差補正電極３１，３４の内側を円弧状に形成した点と、光軸ずれ収差補正電極３２ａ，３３ｂ，３２ｂ，３２ａを楕円状にした点が、図１６の場合と相違する。これらの点以外は、図２６に示される液晶収差補正装置は、図１６の液晶収差補正装置と同じである。
【００４２】
また、図１６、図２５、図２６において、透明電極３２ａ，３３ｂ，３２ｂ，３２ａを、円形、半円形、楕円形、半楕円形以外の自由曲線で描いた形状とすることもできる。
【００４３】
さらに、上記説明においては、光軸ずれ収差補正電極３１，３２ａ，３３ｂ，３２ｂ，３２ａ，３４を液晶分子層２４の対物レンズ６から遠い側の面に配置した場合を説明したが、球面収差補正電極４１〜４５と電極３１，３２ａ，３３ｂ，３２ｂ，３２ａ，３４の位置を入れ替えた構造とすることも可能である。
【００４４】
さらにまた、上記説明においては、光軸ずれ収差補正電極３１，３２ａ，３３ｂ，３２ｂ，３２ａ，３４が電圧を印加する液晶分子層と、球面収差補正電極４１〜４５が電圧を印加する液晶分子層とを、共通の液晶分子層とした場合を説明したが、それぞれを別の液晶分子層とすることもできる。
【００４５】
また、上記説明においては、球面収差補正を、液晶分子層で行う場合を示したが、球面収差補正のための他の光学手段（例えば、対物レンズ６と、光軸ずれ収差補正用の液晶収差補正装置との間に配置されたレンズとその移動機構等）と併用してもよい。
【００４６】
さらに、本発明を、光ヘッドのほかに、種々の光学系（例えば、レーザ顕微鏡等）における収差を補正する装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶収差補正装置を搭載した光ヘッドの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示される液晶収差補正装置の断面構造を概略的に示す図である。
【図３】図１に示される液晶収差補正装置の収差補正原理を説明するための図である。
【図４】光線を液晶収差補正装置の光軸に直交する面で切った断面形状（左側）と球面収差（右側）の説明図である。
【図５】球面収差補正のための従来の液晶収差補正装置の構造を概略的に示す図である。
【図６】図５に示される従来の液晶収差補正装置の球面収差補正電極に矩形波を印加した状態、上面電極電位、及び液晶分子に印加される電圧の実効値を示す図である。
【図７】光線を液晶収差補正装置の光軸に直交する面で切った断面形状（左上段）と球面収差（右上段）、球面収差補正電極の平面形状（左中段）と液晶収差補正装置により生じる波面収差（右中段）、及び補正された光線を液晶収差補正装置の光軸に直交する面で切った断面形状（左下段）と補正後の球面収差（右下段）を示す図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、対物レンズの光軸と液晶収差補正装置の光軸のずれを示す図である。
【図９】光線を液晶収差補正装置の光軸に直交する面で切った断面形状（左上段）と球面収差（右上段）、球面収差補正電極の平面形状（左中段）と液晶収差補正装置により生じる波面収差（右中段）、及び補正後の球面収差（下段）を示す図である。
【図１０】光ディスクの外周方向に対物レンズが移動した場合（左側）に生じる光軸ずれ収差の形状を三次元図（右側）として示す図である。
【図１１】光ディスクの内周方向に対物レンズが移動した場合（左側）に生じる光軸ずれ収差の形状を三次元図（右側）として示す図である。
【図１２】図５に示される従来の液晶収差補正装置により光軸ずれ収差の補正をするときに各電極に印加する電圧を示す図である。
【図１３】図５に示される従来の液晶収差補正装置によって、光ディスク外周方向に対物レンズが移動した場合の光軸ずれ収差（上段）、補正収差（中段）、及び残留収差（下段）を示す図である。
【図１４】図５に示される従来の液晶収差補正装置によって、光ディスク内周方向に対物レンズが移動した場合の光軸ずれ収差（上段）、補正収差（中段）、及び残留収差（下段）を示す図である。
【図１５】図５に示される従来の液晶収差補正装置による補正効果を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る液晶収差補正装置の構成を概略的に示す図である。
【図１７】図１６に示される実施の形態１に係る液晶収差補正装置に印加する電圧の一例を示す図である。
【図１８】（ａ）及び（ｂ）は、液晶収差補正装置の光軸ずれ収差補正電極に印加する電圧と液晶収差補正装置が発生させる補正収差を示す図である。
【図１９】実施の形態１に係る液晶収差補正装置によって、光ディスク外周方向に対物レンズが移動した場合の光軸ずれ収差（上段）、補正収差（中段）、及び残留収差（下段）を示す図である。
【図２０】実施の形態１に係る液晶収差補正装置によって、光ディスク内周方向に対物レンズが移動した場合の光軸ずれ収差（上段）、補正収差（中段）、及び残留収差（下段）を示す図である。
【図２１】実施の形態１に係る液晶収差補正装置による補正効果を示す図である。
【図２２】実施の形態１に係る液晶収差補正装置の給電線を概略的に示す図である。
【図２３】実施の形態１に係る液晶収差補正装置の駆動交流電圧を発生させる回路構成を示す図である。
【図２４】（ａ）は、光ディスク厚み誤差と駆動交流電圧の関係を示し、（ｂ）は、光軸ずれと駆動交流電圧の関係を示す図である。
【図２５】実施の形態１に係る液晶収差補正装置の変形例の構成を概略的に示す図である。
【図２６】実施の形態１に係る液晶収差補正装置の他の変形例の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  レーザ光源、  ２  コリメータレンズ、  ３  偏光ビームスプリッタ、  ４  液晶収差補正装置、  ５  １／４波長板、  ６  対物レンズ、  ７  光ディスク、  ８  光ディスク情報記録面、  ９  集光レンズ、  １０  フォトダイオード、  １１  対物レンズアクチュエータ、  １２  光透過層、  ２１ａ，２１ｂ  配向膜、  ２２ａ  透明電極、  ２２ｂ  透明電極、  ２３ａ，２３ｂ  ガラス基板、  ２４  液晶分子層、  ２４ａ  液晶分子、  ３１〜３５  光軸ずれ収差補正電極（透明電極）、  ４１〜４５  球面収差補正電極（透明電極）、  ５１〜５３  コマ収差補正電極、  ６１  矩形波発生器、  ６２  振幅調整回路、  ６３  振幅調整回路、  ６４  インバータ、  ６５  振幅調整回路、  ６６  振幅調整回路、  ６７  振幅調整回路、  ６８  切り替え手段。
【図１】
2005326705.tif 000003
【図２】
2005326705.tif 000004
【図３】
2005326705.tif 000005
【図４】
2005326705.tif 000006
【図５】
2005326705.tif 000007
【図６】
2005326705.tif 000008
【図７】
2005326705.tif 000009
【図８】
2005326705.tif 000010
【図９】
2005326705.tif 000011
【図１０】
2005326705.tif 000012
【図１１】
2005326705.tif 000013
【図１２】
2005326705.tif 000014
【図１３】
2005326705.tif 000015
【図１４】
2005326705.tif 000016
【図１５】
2005326705.tif 000017
【図１６】
2005326705.tif 000018
【図１７】
2005326705.tif 000019
【図１８】
2005326705.tif 000020
【図１９】
2005326705.tif 000021
【図２０】
2005326705.tif 000022
【図２１】
2005326705.tif 000023
【図２２】
2005326705.tif 000024
【図２３】
2005326705.tif 000025
【図２４】
2005326705.tif 000026
【図２５】
2005326705.tif 000027
【図２６】
2005326705.tif 000028